Розділ 2. Морфологічні та біохімічні особливості культури

Картопля - багаторічна травяниста рослина, але в сільськогосподарській практиці використовується як однорічна культура. Розмножується бульбами. Для прискореного розмноження використовують частини бульб, паростки, черешки. В селекційній роботі застосовують генеративне розмноження насінням. Види, сорти і гібриди картоплі розрізняють і класифікують за морфологічними ознаками підземних і надземних органів.

Рослини, вирощені з насіння, утворюють стрижневу кореневу систему - головний корінь з численними бічними корінцями. При розмноженні бульбами утворюється мичкувата коренева система, яка складається з проросткових, або первинних коренів, що мають вигляд горбиків, пристолонних і столонних коренів.

Основна маса коренів розташована на глибині орного шару, деякі заглиблюються до 70-80 см. В ущільнених суглинистих ґрунтах коренева система зосереджується в поверхневому шарі (0-15 см).

Розвиток кореневої системи залежить від особливостей сорту та умов вирощування. Найбільшого розвитку вона досягає під час цвітіння. В міру дозрівання бульб корені поступово відмирають.

Бульби (столони) являють собою потовщені і вкорочені підземні пагони, від довжини яких залежить компактність або розкиданість гнізда. В ранньому віці на бульбах можна помітити дрібні лусковидні листочки, позбавлені хлорофілу. З розвитком бульб листочки атрофуються, а на їх місці утворюються надбрівні дуги різної форми. У пазухах листочків закладаються бруньки спокою, гак звані вічка. У кожному вічку знаходиться не менше трьох бруньок, але проростає тільки основна [9, с. 7].

Форма бульб - округла, овальна або видовжена - є досить сталою сортовою ознакою, але тільки на легких супіщаних ґрунтах. На важких, особливо камянистих ґрунтах, формуються бульби з нерівно горбкуватою поверхнею. В окремих сортів вона змінюється залежно від вмісту вологи в ґрунті. При різкій зміні засушливого періоду вологим виникають дітки, тріщини, дуплистість, спостерігається проростання раніше утворених бульб. Під впливом вірусних захворювань утворюються веретено і грушоподібні бульби.

Товщина шкірки бульб залежить від зовнішніх умов. Вологий ґрунт і одностороння дія фосфорних добрив сприяють її потовщенню, сухий ґрунт і азотне та калійне удобрення зумовлюють утворення тонкої шкірки. За характером поверхні шкірка буває гладенькою або сітчастою. По ній розкидані невеликі округлі точки - сочевички, крізь які здійснюється дихання. При удушенні бульб сочевички розростаються.

Забарвлення бульб залежно від наявності і концентрації пігменту антоціану в шкірці може набувати різних відтінків: синього, фіолетового, червоного. При відсутності антоціану бульби мають біле або жовте забарвлення.

У більшості сортів мякуш білий, у деяких (з підвищеним вмістом каротину) - жовтий, рідше синій, синьо-фіолетовий, рожевий, білий з рожевими плямами, з більш або менш інтенсивно забарвленим судинно-волокнистим пучком.

Стебло картоплі тригранне, рідше - багатогранне з виростами (крилами) у місцях зєднання граней на ребрах. Розрізняють кущі мало- і багатостеблі, високі, середні (в більшості сортів) і низькі; компактні й розлогі. Стебла бувають прямої або колінчастої форми. У деяких сортів, особливо ранніх, стебла в кінці вегетації або одразу ж після цвітіння лягають на ґрунт [9, с. 9].

Забарвлення стебел зелене з бурим або чорнуватим відтінком. Іноді при значному вмісті антоціану стебла набувають червоно- або синьо-фіолетового забарвлення.

Листок картоплі переривчасто-непарноперисторозсічений. Складається з кінцевої частки, кількох пар бічних часток і дрібніших часточок між ними. Частки і часточки стерженьками кріпляться до стержня, який поступово переходить в черешок листка. Характерною сортовою ознакою є форма краю часток листка, яка буває дрібно хвилястою, гвинтоподібно-вигнутою, човникоподібно-вигнутою. Квітки картоплі зібрані в суцвіття, яке складається з квітконіжки, квітколожа і квіток. Форма суцвіть компактна або розлога, квітконосів - довга або коротка. Оцвітина колесоподібна, пелюстки зрощені. Іноді з внутрішнього або зовнішнього боку оцвітини зявляються додаткові недорозвинені пелюстки - це явище називають махровістю, воно властиве окремим сортам. Забарвлення оцвітини буває синє, блакитньо- або червоно-фіолетове і біле. Інтенсивність забарвлення визначають по квітках, які щойно розпустилися: з віком рослини вони слабшає. Бутони округлі, овальні або видовжені. Приймочка маточки світло- або чорно-зелена; дозріває звичайно на 3-4 дні раніше від пиляків. Завязь верхня цвітіння триває кілька днів.

Плід - двогнізда багатонасінна зелена ягода. Насіння дуже дрібне, сплюснуте, світло-жовте. Маса 1000 на сінин - близько 0,5 г. Здатність до утворення ягід різна залежно від сорту. Найбільше ягід утворюють рослині з оранжевими пиляками [9, с. 10].

Біохімічний склад бульб змінюється під впливом різноманітних факторів. Основні хімічні компонента - вода і крохмаль.

Вода (75%) відіграє важливу роль у біосинтезі органічних сполук як розчинник, середовище для хімічних ре акцій, транспортний засіб і температурний регулятор. Найбільший вміст води у молодих бульбах. У період засухи бульби втрачають тургор і віддають воду листю. Іноді при цьому розсмоктуються органічні речовини, які компенсують витрати, звязані з інтенсивнішим диханням листя.

Вміст сухих речовин залежить від сорту, ґрунтово-кліматичних умов, агротехніки тощо. Пізньостиглі сорти, як правило, містять їх більше, ніж ранньостиглі. В суху і жарку погоду вміст сухих речовин вищий, ніж у вологу і прохолодну. Період посиленого нагромадження їх співпадає з цвітінням і активним бульбоутворенням. Кількість сухих речовин дещо знижується при внесенні підвищених доз добрив, а також під час зберігання картоплі внаслідок використання вуглеводів на енергетичні потреби (дихання).

Основним компонентом сухих речовин є крохмаль, вміст якого становить 70-80% сухої і близько 18% загальної маси сирих бульб. Він нагромаджується у вигляді зерен. Чим більша кількість крупних крохмальних зерен, тим вища якість картоплі і продуктів її переробки. Крім чистого крохмалю, в зернах міститься 11-22% води, 0,06-0,13% фосфору, 0,016-0,07% ліпідів, 0,002-0,032% кремнію, а також мінеральні елементи: азот, сірка, калій, кальцій, магній. У переважній більшості випадків крохмалистість прямо пропорційна тривалості вегетаційного періоду: ранньостиглі сорти містять від 10 до 16-18% крохмалю, середньостиглі - від 12 до 18-20% і пізньостиглі - від 14-15 до 22-25%. Найвищий вміст крохмалю в бульбах середньої фракції; в дрібних і великих (особливо дуплистих) він дещо нижчий.

Сирий протеїн включає білок і азотисті речовини небілкової природи. В білку міститься 60% всього азоту (в тому числі 40% розчинного і 20% нерозчинного). До складу азотистих небілкових речовин входять аміачна й нітратна солі, алкалоїди, нуклеїнові кислоти, вільні амінокислоти, аміди, окремі вітаміни [9, с. 11].

Білок (туберин) складається з двох фракцій: солерозчинного глобуліну і водорозчинного альбуміну у співвідношенні 7:3. До складу туберину входять практично всі амінокислоти, в тому числі й незамінні (табл. 2.1), які стані тлить близько 30% всього амінокислотного складу бульб.

Крім спільних для всіх сортів форм білків, кожен сорт миє ще й свої, специфічні. Загальний вміст сирого протеїну становить близько 2% міси бульб і коливається залежно від сорту та умов вирощування. Він підвищується із зменшенням маси бульб, при тривалій сонячній погоді, а також при застосуванні органічних добрив.

Таблиця 2.1. Середній вміст незамінних амінокислот у білку бульб, % до сирої речовини (за П.А. Власюком та ін., 1979) [9, с. 11].

У бульбах картоплі міститься цілий комплекс вітамінів (табл. 2). Особлива цінність картоплі в тому, що вона є дешевим джерелом вітаміну С: при вживанні 200-300 г картоплі на добу наполовину забезпечується потреба людини в цьому вітаміні.

Таблиця 2.2. Вміст вітамінів у картоплі та потреба в них людини (за П.А. Власюком та ін., 1979) [9, с. 12].

Вміст вітаміну С досягає максимуму в період інтенсивного бульбоутворення, пізніше дещо зменшується. Утворення вітаміну С залежить від ряду причин: зменшується, зокрема, при сильних спадах, пониженій температурі, недостатньому освітленні, надлишку азоту і калію в ґрунті. Суха похмура погода і високий вміст фосфору сприяють синтезу вітаміну С.

Із класу органічних кислот картопля містить лимонну, яблучну, щавлеву, піровиноградну, фумарову, гліоксалеву та інші кислоти, які зумовлюють кислу реакцію картопляного соку та його буферність. Нагромадженню органічних кислот сприяє удобрення нітратним азотом. Використання аміачної селітри знижує вміст у бульбах лимонної кислоти.

В картоплі міститься в середньому 0,15-0,16% жиру і до 0,4% ліпідів (до сирої речовини). Під час зберігання їх кількість, особливо в ранніх сортах, дещо зростає, при кулінарній обробці зменшується в 1,5-2 рази, хоч якісний склад практично не міняється.

Для картоплі характерний глюкозид (глюкоалкалоїд) соланін, який іноді надає бульбам гіркого смаку. Його вміст значно зростає під дією сонячного світла (озеленення картоплі).

Серед інших важливих сполук, наявних у бульбах, слід виділити нуклеїнові кислоти - ДНК і РНК, які забезпечують біосинтез білка і передачу спадкової інформації, лігнін - супутник целюлози (надає жорсткості і міцності стінкам клітин та шкірці бульб) і хлорогенову кислоту, яка виконує захисну функцію.

Вміст мінеральних елементів у бульбах залежить від сорту та умов вирощування і становить приблизно 0,5-1,9% до сирої речовини і 2,1-7,5% до вмісту сухих речовин. Сюди входить калій - 60-70%, фосфор - 7-10%, магній і кальцій - 6% і в незначних кількостях залізо, сірка, натрій, хлор, бор, марганець, йод, цинк, бром, кремній, алюміній, молібден, мишяк, кобальт, нікель, літій [9, с. 13].

Порівняно з іншими культурами картопля вимагає для нормального росту і розвитку значно більше поживних речовин, при цьому випис їх відбувається переважно з незначного за обємом поверхневого шару ґрунту, де зосереджена основна маса (до 60%) коренів.

Інтенсивність засвоєння азоту найвища в період посиленого розвитку бадилля, згодом вона знижується, а з початком відмирання бадилля практично припиняється. Фосфорнокислі сполуки поглинаються в меншій кількості, ніж азотні. Поглинання фосфору прямо пропорційне поглинанню води. Найбільше калію рослина засвоює в період інтенсивного росту бадилля і бульб, при його нестачі рослини погано використовують аміачний азот.

Потреба картоплі у воді визначається її хімічним складом, величиною надземної маси та врожаю бульб. Протягом вегетаційного періоду картопля витрачає (на суглинкових ґрунтах) понад 100 ц води на центнер бульб. Перезволоження, як і нестача води, негативно впливає на ріст і розвиток рослин: знижується вміст крохмалю та сухої речовини, збільшується ураження рослин грибними та бактеріальними захворюваннями.

Для нормального росту і розвитку картоплі рослини споживають за добу близько 1 мг кисню на 1 г сухої речовини. Найбільше потребують його в період інтенсивного приросту врожаю. Тільки пухкий, в міру вологий ґрунт може забезпечити потребу картоплі в повітрі. Кількість повітря в ґрунті визначається його шпаруватістю, яка становить 60-65% на добре оброблених, структурних землях, і вологістю - чим більше перезволожена ділянка [9, с. 14].

Картопля - світлолюбна рослина. При поганому освітленні погіршується галуження куща і цвітіння зменшується кількість бульб, знижується врожайність. Велике значення має правильний вибір густоти садіння та рівномірність розміщення рослин на площі. Найбільш рівномірного освітлення можна досягти, розміщуючи рядки на південь.

Картопля - рослина прохолодного літа, яка дуже чутлива до температури повітря і ґрунту. Для повного розвитку картоплі сума температур вище 10⁰ протягом вегетаційного періоду повинна становити 1000-1400⁰ для ранніх і середньоранніх сортів і 1400-1600⁰ - для пізніх.